24
деформацияланатынына баса назар аудару керек. Мысалы, резеңкені тартсақ
ол созылады, ал күш әсері тоқтаған кезде ол қайтадан бастапқы қалпына
оралады, сол сияқты ширатылған серіппе де оған қажетті күшпен әсер еткен
кезде созылады не сығылады.
Серпімділік күштері деформация шамасымен анықталады. Бұл жерде
оқулықтың “Серпімділік және үйкеліс күштері” тақырыбында келтірілген
қарапайым тәжірибелерді көрсеткен, яғни Гук заңын түсіндірген дұрыс. Гук
заңы серіппе немесе басқа да серпімді материалдар үшін серпімділік шегінен
шығып кеткенше, серіппенің (материалдың) созылуы түсірілген
Ғ күшке тура
пропорционал болатынын айтады.
Серпімділік күштері қатарына, мысалы, тіреуіш үстінде жатқан денеге
тіреуіш тарапынан және сонымен қатар дене тарапынан тіреуішке түсірілетін
күштер де жатады. Осы заңның аса маңызды қолдану мысалының бірі
серіппелі таразылар болып табылатынына назар аудару керек, олар грамдық
немесе килограмдық масса бірліктерімен градуирленген.
Үйкеліс күштерін қарастыруды әңгіме түрінде бастаған дұрыс. Оқушылар
күнделікті өмірден үйкеліс күштеріне байланысты мысалдар айтады.
Осыдан кейін жүктің горизонталь бетпен бірқалыпты қозғалысы мысалында
үйкеліс күшінің пайда болуын анықтайды. Егер динамометрдің ілгегіне
жүкті іліп алып, оны горизонталь бағытта
F
күшпен тартсақ, онда жүктің
бірден қозғалысқа келмейтінін тәжірибеде көрсетеміз. Осыдан мынадай
қорытынды жасалады: денеге беттің бойымен қозғалысқа кедергі жасайтын
күш әсер етеді. Бұл күш — үйкеліс күші. Үйкеліс күшін (
F
үйк
= µN) зерттеген
кезде оқушылардың назары нормаль қысым күшінің дене қозғалатын бетке
перпендикуляр, ал үйкеліс күшінің осы беттің бойымен бағытталғанына және
нормаль қысым күшімен тік бұрыш жасайтынына аударылады. Сырғанау
үйкеліс күші жанасатын денелердің салыстырмалы жылдамдықтарына
қарама-қарсы бағытталады.
Сырғанау үйкелісі денелердің материалына және олардың беттерінің
күйлеріне (тазалығына, өңделу дәрежесіне, ылғалдылығына, температурасына
және басқа да көптеген факторларға) тәуелді болады, сондықтан бірқатар
тәжірибелер жасау керек. Бұл үшін түрліше көлемдегі жүктер, тегіс тақтай,
фланельдің (шүберек) қиындысы, динамометр, трибометр, цилиндр керек:
а) жүкті әуелі тегіс тақта бойымен, содан кейін фланельдің бойымен қозғалтады;
ә) тақтайдың (трибометрдің) бойымен түрліше көлемдегі жүктерді қозғалтады;
б) үстел бетімен әуелі цилиндрді домалатады, содан кейін жүкті қозғалтады;
в) бір ғана жүкті үстел бетімен әртүрлі қырымен қозғалтады.
сақталу заңдары
Сақталу заңдары тақырыбын өткен кезде ең алдымен сақталу заңдарының
маңызына назар аудару керек. Сақталу заңдары физикада ерекше орын алады
және кез келген физикалық теорияның негізі болып табылады. Физиканың
бүкіл дамуы механика саласында ма әлде табиғаттың басқа салаларында ма
бой түзетін сақталу заңдарын оқып-үйренудің әдіснамалық (методологиялық)
маңызын айқын көрсетеді. Әрбір сақталу заңы сәйкес физикалық шамалармен
сипатталатын материяның қандай да бір іргелі қасиеттерінің сақталуын
25
білдіреді, сонымен қатар материяның өзінің өмір сүру түрлерінің — кеңістік
пен уақыттың байланысын да білдіреді.
импульстің (қозғалыс мөлшерінің) сақталу заңын француз ғалымы
және философы Р. Декарт (1596–1656) ашты. Декарт бұл заңды былай
тұжырымдады: бір дене екінші денемен соқтығысқан кезде бірінші дене
екінші денеге соқтығысу кезінде өзі қанша қозғалысын жоғалтса, сонша
қозғалысын бере алады және өз қозғалысын қаншаға арттыра алса, екіншіден
сонша қозғалыс алады. Қозғалыс мөлшері, яғни импульстің мөлшері ретінде
Декарт дене массасының жылдамдығына көбейтіндісін алуды ұсынды.
Импульстің сақталу заңын қарастырған кезде тұйықталған жүйе, дененің
импульсі, күш импульсі тәрізді бірқатар физикалық түсініктер енгізуге тура
келеді. Тұйықталған жүйеде денелер берілген жүйеге кірмейтін басқа ешбір
денелермен өзара әсерлесуге түспейді (өзара әсерлесудің жоқтығы сыртқы
күштердің жоқтығымен немесе сыртқы күштердің теңәсерінің нөлге теңдігімен
эквивалентті) және бұл жүйенің денелері тек серпімділік және тартылыс
күштерімен ғана өзара әсерлеседі.
Одан әрі
дененің импульсі деп дене массасының оның жылдамдығына
көбейтіндісімен өлшенетін шама аталатынын айтамыз: p =
m v .
Осы импульс терминін күштің оның әсер ету уақытына көбейтіндісі үшін
де пайдаланады; бұл көбейтінді
күш импульсі деп аталады; күш импульсі
механикалық қозғалыстың денеге басқа дене тарапынан берілгенін сипаттайды
және ол дене импульсінің өзгерісіне тең болады:
∆ p =
F
∆t.
Күш импульсі идеясының, мысалы, ағашқа балғамен шеге қағып жатқанды,
футбол добын теуіп жатқан баланы, дискі лақтырып жатқан спортшыны
қарастырған кезде маңызды екенін көрсету керек. Басқа да мысалдар бар,
оларды оқушылардың өздері де келтіре алады.
Оқулықта импульстің сақталу заңы Ньютонның екінші және үшінші
заңдарынан шығарылады. Ықшамдылық үшін, импульстің сақталу заңын
массалары бірдей және жылдамдықтары түрліше болатын соқтығысатын екі
денеден тұратын тұйықталған жүйені қарастырады.
Осыдан кейін заң тұжырымдалады: тұйықталған жүйені түзетін денелер
импульстерінің геометриялық қосындысы осы жүйе денелерінің кез келген
өзара әсерлесулері кезінде тұрақты болып қалады. Бұл заңның білінуін
тәжірибелермен немесе мысалдармен түсіндіру керек.
1-тәжірибе. Сығылған серіппелері бар бір-біріне жанасқан екі арбашаны
жол ортасына қойыңдар. Содан кейін серіппе босатылатындай етіп, оны
сызғышпен ұрып қалыңдар. Мұндай сілкіністен кейін арбашалар бір-бірінен
ажырап, екеуі екі жаққа қозғалады.
Белгілі уақыт ішінде жүріп өтілген жолды өлшеп, өзара әсерлесу кезінде
олардың алған жылдамдықтарын табамыз:
v
1
=
s
t
1
және
v
2
=
s
t
2
2
.
Одан тәжірибе
дәлдігі шегінде мыналарды табамыз:
1)
денелердің әсерлесуге дейінгі импульсі = m
1
+
ò
2
· 0 = 0;
2)
денелердің әсерлескеннен кейінгі импульсі = m
1
(–
v
1
) +
m
2
(
v
2
); осыдан
m
1
(–
v
1
) +
m
2
(
v
2
) = 0 немесе
m
1
v
1
=
m
2
v
2
.
Осындай тәжірибені арбашаға массалары әртүрлі
ò
1
және
ò
2
қосымша
жүктерді қойып, экспериментті қайталауға болады.
Достарыңызбен бөлісу: |
